DIY Hexapod: 6 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Šajā pamācībā es sniegšu jums soli pa solim norādījumus, kā izveidot Bluetooth, tālvadības Hexapod.

Pirmkārt, tas ir liels heksapods, un, lai to pārvietotu, jums būs nepieciešami 12 spēcīgi servomotori (MG995), un, lai apstrādātu šo PWM signālu daudzumu (lai kontrolētu katru motoru), vienkāršākais veids, kā to izdarīt, ir izmantot Arduino Mega 2560 Jāatzīmē, ka tika izmantots papildu aprīkojums, piemēram, 3D printeri un WaterFlow griešanas mašīna. Tagad jūs atradīsit visus izmantotos materiālus un soļus, kas būs nepieciešami, lai izveidotu vienu no šiem robotiem.

1. darbība. Kas jums būs nepieciešams

Aprīkojums

Lodāmurs, 3D drukas iekārta, ūdens strūklas griešanas mašīna.

Materiāls

• PLA 3D drukas kvēldiegs
• silīcijs,
• tērauda pedagogs
• M3X20 skrūves
• M3X10 skrūves
• M3 rieksti
• M3 paplāksnes
• 623zz lodīšu gultņi
• CAD programmatūra

Sastāvdaļas

• (12) Servo motori MG995
• (2) 9V baterijas
• (1) 6V, 7Amp akumulators
• GoPro kamera
• Arduino MEGA
• Arduino NANO
• (2) kursorsviras
• (2) HC-05 Bluetooth modulis
• (1) 10K potenciometrs

2. darbība. Mehānika un nepieciešamo detaļu projektēšana

Mehāniskais dizains

Mehāniskā konstrukcija sākas ar katrai kājai izmantojamo servomotoru skaitu. Šajā projektā tika nolemts izmantot 2 servos uz vienu kāju, piešķirot tai lielāku brīvības pakāpju skaitu un padarot tās dabiskumu ievērojamu. Ir skaidrs, ka jāpiemin, ka jebkura veida mehānismos, mašīnās vai robotos, jo lielāka brīvības pakāpe jums ir, jo lielāka ir jūsu kustību un darbību dabiskums. Šī projekta plānā, prasībās un ierobežojumos ir jāizmanto 12 izpildmehānismi, pa 2 katrai kājai. Kā jau minēts, servomotori būs kāju galvenās sastāvdaļas, pieņemsim, ka tie ir tie punkti, kas attēlo robota locītavas. Ar ko tiek iedarbinātas dažādas mašīnas kustības, kas kopā simulēs kustību, liekot tai staigāt. Pamatojoties uz iepriekš minēto servomotoru izmēriem, tiek izstrādāts korpuss, kurā ir uzstādīts šāda veida izpildmehānisms. Šī izmēri ir atskaites punkti, lai izstrādātu stiprinājuma sistēmu atbalsta elementiem un savienotājiem, kas veidos kāju kopumā. Viens no servomotoriem ir novietots vertikāli, bet otrs - horizontāli, tas galvenokārt ir saistīts ar virzienu, kādā tā vārpsta griezīsies un aktivizēs elementu, pie kura tas ir pieskrūvēts, un tādējādi attīstīs kustību x vai y, kas ir nepieciešami seškājis. Aplūkojot figūras un attēlus, jūs varat redzēt punktus, kur tie ir samontēti pie galvenā robota, kas ir plāksnes. Ja paskatīsities uz servomotoru vertikālā stāvoklī, redzēsit, ka tas atrodas starp abām plāksnēm. Viens no tiem ir ieskrūvēts augšējā daļā, bet otrs - apakšējā. No turienes savienotāji un stieņi atvieglos otrā servomotora atbalstu horizontālā stāvoklī, no kura kā kājas daļa darbojas 4 dažāda veida savienotāji. Tie ļauj mehāniski kustēties, kas simulē un aktivizē šī elementa pacelšanu un pārvietošanu; kas ietver šos divus stieņus, kuros atrodas lielākā kājas daļa, uz kuras tā balstās un atstāj gandrīz visu robota svaru.

Kā minēts iepriekš, jūsu dizainu nosaka ierobežojumi. Tie var būt dažāda veida - gan mehāniski, gan ekonomiski, gan jebkuri citi jūsu iekārtas darbībai būtiski resursi. Šie mehāniskie elementi; šajā gadījumā servomotori noteica robota izmērus. Tāpēc šajā rokasgrāmatā piedāvātajam dizainam ir šādi izmēri, jo tie galvenokārt sākas ar izvēlētajiem izpildmehānismiem un kontrolieri, kam vēlāk tika pievienots liels akumulators.

Ir svarīgi teikt, ka mehāniskais dizains nav definēts tā, lai to atkārtotu, kā tas ir ierosināts. To var pat optimizēt, simulējot galveno elementu, stieņu un / vai savienotāju spriedzi un nogurumu. Ņemot vērā izvēlēto ražošanas metodi, piedevu ražošanu, jūs varat maksimāli izmantot, veidojot, modelējot un drukājot cieto materiālu, kas vislabāk atbilst jūsu slodzēm un pielietojumam. Vienmēr ņemot vērā vajadzīgos atbalsta elementus, stiprinājumus un gultņus. Tas ir atkarīgs no viņu lomas mehānismā. Tāpēc jums vajadzētu padomāt par šo elementu specifikācijām, lai tiem būtu atbilstoša vieta kopā ar citiem kājas gabaliem.

3. solis: Elektronikas projektēšana

2 PCB, ja tie ir paredzēti robotam.

1 ir galvenā plāksne, kas tiks uzstādīta robotā, un otrā ir paredzēta tālvadības pults elektronikai. PCB tika izstrādāts, izmantojot Fritzing programmatūru, un pēc tam apstrādāts, izmantojot CNC maršrutētāju PCB gravēšanai.

Galvenajā PCB ietilpst Arduino Mega, kā arī Bluetooth modulis, visi servo ir arī savienoti, izmantojot divas strāvas līnijas, kas nāk tieši no akumulatora uz 2 skrūvju spailēm.

Tālvadības pults PCB ir vairāk komponentu, taču tā ir kompaktāka, sākot ar Arduino Nano montāžu, tai ir pievienoti divi kursorsviras, lai kontrolētu Hexapod virzienu un kustības, viena spiedpoga ar atbilstošu 220 omu rezistoru, potenciometrs lai pielāgotu robota un tā Bluetooth moduļa HC05 augstumu. Visa plāksne tiek darbināta, izmantojot 9 V akumulatoru, un uz tā esošie elementi tiek baroti, izmantojot Arduino plates 5 V izeju.

Pēc projektēšanas PCB var izgatavot, izmantojot īpašu CNC PCB apstrādes rīku, un pēc tam jūs varat turpināt instalēt visas plāksnes sastāvdaļas.

4. darbība: 4. darbība: salikšana

Kad ir pieejamas visas drukātās detaļas, skrūves un gultņi, kā arī rīki robota montāžai, varat sākt ar atbilstošo detaļu montāžu, ņemot vērā, ka vertikālo servo pamatnes ir samontētas ar augšējo un apakšējo plāksni., 6 no šiem gabaliem ar servomotoru iekšpusē. Tagad savienojums ar servomotora vārpstu ir pieskrūvēts, un tam ir pievienots gabals: "JuntaServos", kas savā korpusā būtu ar atbilstošu gultni, lai atvieglotu rotāciju starp abām daļām. Tad tas būtu savienots ar otro servo, horizontālo servo un tā atbilstošo stieņu komplektu, kas savienojas ar pārējiem 2 segmentiem, tieši piestiprinot pie tērauda gala. Abas skrūvējamas ar norādītajām skrūvēm. Lai pabeigtu ar kāju, PLA iespiestais gals tiek ievietots zem spiediena.

Šī procedūra jāatkārto 6 reizes, lai saliktu 6 kājas, kas atbalsta un aktivizē robotu. Visbeidzot; novietojiet kameru uz augšējās plāksnes, noregulējot to pēc lietotāja vēlmēm.

5. darbība: 5. darbība: kodēšana

Šajā sadaļā tiks nedaudz aprakstīts, kā kods darbojas. un tas tiks sadalīts divās daļās - tālvadības pults kods un heksapoda kods.

Vispirms kontrolieris. Jūs vēlaties nolasīt potenciometru analogās vērtības kursorsvirās. Ieteicams, lai šīs vērtības tiktu filtrētas un atbilstošas, lai iegūtu vērtības tikai tad, kad tās mainās ārpus kodā noteiktā diapazona. Kad tas notiek, rakstzīmju masīva tipa vērtība tiek nosūtīta, izmantojot funkciju Arduino Serial.write, izmantojot Bluetooth, lai norādītu, ka viena no vērtībām to ir mainījusi, lai varētu kaut ko darīt, tiklīdz otrs Bluetooth modulis tās saņems.

Tagad Hexapod kodu var sadalīt arī 2 daļās.

Pirmajā daļā ir norādītas funkcijas, kas tiks veiktas saskaņā ar Bluetooth saņemtajiem ziņojumiem, un otrā daļa ir vieta, kur tiek darīts viss nepieciešamais, lai izveidotu heksapoda veiktās funkcijas, piemēram, iešana uz priekšu, atpakaļ, pagriešanās, citas koda mērķis ir norādīt nepieciešamos mainīgos lielumus gan Bluetooth sakaru darbībai, gan servo funkcijām un to kustībām katrā kājā.

funkcija Serial.readBytesUntil tiek izmantota, lai iegūtu visu rakstzīmju masīvu, kas ir 6, visām komandām ir 6 rakstzīmes, kas ir ļoti svarīgi ņemt vērā. Arduino forumos varat atrast atsauces par to, kā izvēlēties optimālos parametrus, lai ziņojums tiktu saņemts pareizi. Pēc visa ziņojuma iegūšanas to salīdzina ar funkciju strcmp (), un, ja funkcijas, kas piešķir vērtības mainīgajam, tiek izmantota, lai slēdža funkcijā piešķirtu sešstūres funkciju.

Ir papildu funkcijas, kuras viena no tām, saņemot komandu "POTVAL", maina robota augstumu, cita funkcija maina katras kājas relatīvo augstumu un tās statisko rotāciju, tas tiek panākts ar kursorsviru un nospiežot pogu vadībā "BOTTON" komanda tiek saņemta heksapoda kodā un maina heksapoda kustības ātrumu.

6. darbība: pārbaude

Nākamajā videoklipā ir parādīts, kā Hexapod laika gaitā attīstījās, un lai redzētu testēšanu un gala rezultātu.